package com.fa.ojcodesandbox;

import cn.hutool.core.io.FileUtil;
import cn.hutool.core.io.resource.ResourceUtil;
import cn.hutool.core.lang.UUID;
import cn.hutool.core.util.ArrayUtil;
import cn.hutool.core.util.ObjectUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.dfa.FoundWord;
import cn.hutool.dfa.WordTree;
import com.fa.ojcodesandbox.model.ExecuteCodeRequest;
import com.fa.ojcodesandbox.model.ExecuteCodeResponse;
import com.fa.ojcodesandbox.model.ExecuteMessage;
import com.fa.ojcodesandbox.model.JudgeInfo;
import com.fa.ojcodesandbox.utils.ProcessUtils;
import com.github.dockerjava.api.DockerClient;
import com.github.dockerjava.api.async.ResultCallback;
import com.github.dockerjava.api.command.*;
import com.github.dockerjava.api.model.*;
import com.github.dockerjava.core.DockerClientBuilder;
import com.github.dockerjava.core.command.ExecStartResultCallback;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.util.StopWatch;

import java.io.Closeable;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 使用模板方法优化代码沙箱，把公共的步骤抽离为一个方法
 */
@Slf4j
public abstract class JavaCodeSandboxTemplate implements CodeSandbox{

    private static final String GLOBAL_CODE_DIR_NAME = "tempCode";

    private static final String GLOBAL_JAVA_CLASS_NAME = "Main.java";


    //设置超时时间，防止用户恶意长时间占用资源
    public static final long TIME_OUT = 100000;

    //定义一个黑名单，用于限制用户的操作
    private static final List<String> BLACK_LIST = Arrays.asList("Files","exec","rm", "rm -rf", "rm -r", "rm -R", "rm -d", "rm -D");

    // wordTree用于校验代码中是否含有敏感字符
    private static final WordTree WORD_TREE;


    // maxRunTime只存 程序用时最长的； 在判题服务中只要有一个值超过限制时间，就说明答案不正确
    public long maxRunTime = 0;
    // 存储最大使用内存空间
    public long maxMemory = 0;

    static {
        // 初始化字典树
        WORD_TREE = new WordTree();
        WORD_TREE.addWords(BLACK_LIST);
    }

    /**
     * 1. 把用户的代码保存为.java文件
     * 2. 将 .java文件编译为 .class文件
     * 3. 把编译好的文件上传到docker容器环境内（使用docker的容器数据卷）
     * 4. 在容器中执行代码，得到输出结果
     * 5. 收集整理输出结果
     * 6. 文件清理
     * 7. 程序结束关闭容器
     * 8. 错误处理，提升程序的健壮性
     * @param executeCodeRequest
     * @return
     */
    @Override
    public ExecuteCodeResponse executeCode(ExecuteCodeRequest executeCodeRequest) {
        List<String> inputList = executeCodeRequest.getInputList();
        String code = executeCodeRequest.getCode();
        String language = executeCodeRequest.getLanguage();

        // 0. 检查用户的代码是否安全
        boolean isSecure = checkCodeIsSecure(code);
        if (!isSecure) {
            return getErrorResponse("代码中包含敏感词汇");
        }
        // 1. 把用户的代码保存为.java文件
        File userCodeFile = this.saveCodeFile(code);
        // 得到用户代码的.java文件所在目录
        String userCodeFileParentPath = userCodeFile.getParentFile().getAbsolutePath();
        // 2. 将 .java文件编译为 .class文件
        ExecuteMessage compileExecuteMessage = this.compileFile(userCodeFile);
        // 3. 执行编译后的文件得到输出结果
        List<ExecuteMessage> runExecuteMessageList = this.runCompileAfterFile(userCodeFileParentPath, inputList);

        // 4.整理输出结果
        ExecuteCodeResponse executeCodeResponse = this.getExecuteCodeResponse(runExecuteMessageList, maxRunTime, maxMemory);

        // 5. 文件清理
        boolean cleanResult = this.fileClean(userCodeFileParentPath);
        if (!cleanResult) {
            log.warn("文件清理失败, cleanFilePath = {}", userCodeFileParentPath);
        }
        return executeCodeResponse;
        // 6. 错误处理，提升程序健壮性
    }


    /**
     * 0. 检查代码是否包含敏感词汇
     * @param code
     * @return
     */
    public boolean checkCodeIsSecure(String code) {
        // 校验用户传入的代码，是否包含敏感词汇
        FoundWord foundWord = WORD_TREE.matchWord(code);
        return foundWord == null || foundWord.length() <= 0;
    }


    /**
     * 1.把用户答题的代码保存为文件
     * @param code 用户代码
     * @return
     */
    public File saveCodeFile(String code) {
        // 这里得到的是项目的 全路径
        String userDir = System.getProperty("user.dir");
        // 这里使用 File.separator 作为分隔符而不用 /，是为了兼容 Linux、mac
        String globalCodeDirPath = userDir + File.separator + GLOBAL_CODE_DIR_NAME;
        // 判断全局代码目录是否存在，不存在则创建
        if (!FileUtil.exist(globalCodeDirPath)) {
            FileUtil.mkdir(globalCodeDirPath);
        }

        // 1.把用户的代码隔离存放
        String userCodeParentPath = globalCodeDirPath + File.separator + UUID.randomUUID();
        String userCodeFileFullPath = userCodeParentPath + File.separator + GLOBAL_JAVA_CLASS_NAME;
        File userCodeFile = FileUtil.writeString(code, userCodeFileFullPath, StandardCharsets.UTF_8);

        return userCodeFile;
    }


    /**
     * 2.编译用户代码的 .java文件得到 .class文件
     * @param userCodeFile
     * @return
     */
    public ExecuteMessage compileFile(File userCodeFile) {
        // 2. 编译.java文件， 得到.class文件
        String compileCmd = String.format("javac -encoding utf-8 %s", userCodeFile.getAbsolutePath());
        try {
            Process compileProcess = Runtime.getRuntime().exec(compileCmd);
            ExecuteMessage compileExecuteMessage = ProcessUtils.getRunProcessResult(compileProcess, "编译");
            if (compileExecuteMessage.getExitValue() != 0) {
                throw new RuntimeException("编译失败");
            }
            return compileExecuteMessage;
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }


    /**
     * 3.运行编译后的文件
     * @param compileAfterFileParentPath
     * @param inputList
     * @return
     */
    public List<ExecuteMessage> runCompileAfterFile(String compileAfterFileParentPath, List<String> inputList) {
        // 3. 执行 编译好的 .class文件，得到输出结果
        List<ExecuteMessage> executeMessageList = new ArrayList<>();
        for (String inputArgs : inputList) {
            // 在执行程序时，限制资源分配。防止用户占用内存
            String executeCmd = String.format("java -Xmx256m -Dfile.encoding=UTF-8 -cp %s Main %s", compileAfterFileParentPath, inputArgs);
            //直接在指令上指定安全管理器
//            String executeCmd = String.format("java -Xmx256m -Dfile.encoding=UTF-8 -cp %s;%s -Djava.security.manager=%s Main %s", compileAfterFileParentPath, SECURITY_MANAGER_CLASS_PATH, SECURITY_MANAGER_CLASS_NAME, inputArgs);
            try {
                // 在执行用户传入的代码时，使用java安全管理器
                //System.setSecurityManager(new MySecurityManager());在这里指定安全管理器会浪费很多资源
                // Runtime.getRuntime()是开启新的子进程
                Process executeProcess = Runtime.getRuntime().exec(executeCmd);
                // 超时控制。开启新线程，防止恶意代码恶意占用程序
                new Thread(() -> {
                    try {
                        Thread.sleep(TIME_OUT);
                        // 线程睡醒了，就 判断进程是否还在执行，若还在执行则 销毁 开启的子进程
                        if (executeProcess.isAlive()) {
                            executeProcess.destroy();
                            System.out.println("超时了，中断");
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }).start();
                ExecuteMessage runExecuteMessage = ProcessUtils.getRunProcessResult(executeProcess, "执行");
                // 将每次的执行信息添加到 executeMessageList
                executeMessageList.add(runExecuteMessage);
                Long actualTime = runExecuteMessage.getTime();
                if (actualTime != null) {
                    maxRunTime = Math.max(maxRunTime, actualTime);
                }
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException("程序执行错误" + e);
            }
        }
        return executeMessageList;
    }


    /**
     * 4. 整理输出结果，得到执行代码后的响应
     * @param executeMessageList
     * @param maxRunTime
     * @param maxMemory
     * @return
     */
    public ExecuteCodeResponse  getExecuteCodeResponse(List<ExecuteMessage> executeMessageList, long maxRunTime, long maxMemory) {
        // 4. 收集、整理输出结果
        ExecuteCodeResponse executeCodeResponse = new ExecuteCodeResponse();
        // 定义 successOutputList 用于接收执行成功的输出
        List<String> successOutputList = new ArrayList<>();
        for (ExecuteMessage executeMessage :
                executeMessageList) {
            String errorMessage = executeMessage.getErrorMessage();
            if (StrUtil.isNotBlank(errorMessage)) {
                executeCodeResponse.setMessage(errorMessage);
                // 执行中存在错误
                executeCodeResponse.setStatus(3);
                break;
            }
            // 错误信息为空，执行成功
            successOutputList.add(executeMessage.getMessage());
        }
        if (successOutputList.size() == executeMessageList.size()) {
            // 如果成功执行，执行成功的list的大小和执行消息的大小相同
            executeCodeResponse.setStatus(1);
        }
        executeCodeResponse.setOutputList(successOutputList);
        JudgeInfo judgeInfo = new JudgeInfo();
        judgeInfo.setTime(maxRunTime);
        judgeInfo.setMemory(maxMemory);
        executeCodeResponse.setJudgeInfo(judgeInfo);
        return executeCodeResponse;
    }


    /**
     * 5.文件清理
     * @param filePath 要清理的文件的路径
     */
    public boolean fileClean(String filePath) {
        // 5. 文件清理
        if (FileUtil.exist(filePath)) {
            boolean delResult = FileUtil.del(filePath);
            return delResult;
        }
        return true;
    }



    /**
     * 获取错误响应
     * @param e
     * @return
     */
    public ExecuteCodeResponse getErrorResponse(Throwable e) {
        ExecuteCodeResponse executeCodeResponse = new ExecuteCodeResponse();
        executeCodeResponse.setOutputList(new ArrayList<>());
        // 表示代码沙箱错误
        executeCodeResponse.setStatus(2);
        executeCodeResponse.setMessage(e.getMessage());
        executeCodeResponse.setJudgeInfo(new JudgeInfo());
        return executeCodeResponse;
    }

    /**
     * 获取错误响应
     * @param errorMessage
     * @return
     */
    public ExecuteCodeResponse getErrorResponse(String errorMessage) {
        ExecuteCodeResponse executeCodeResponse = new ExecuteCodeResponse();
        executeCodeResponse.setOutputList(new ArrayList<>());
        // 表示代码沙箱错误
        executeCodeResponse.setStatus(2);
        executeCodeResponse.setMessage(errorMessage);
        executeCodeResponse.setJudgeInfo(new JudgeInfo());
        return executeCodeResponse;
    }

}
